高新檢測(cè)技術(shù)在紡織上的應(yīng)用

高新檢測(cè)技術(shù)在紡織上的應(yīng)用

摘要： 文章主要從應(yīng)用在紡織纖維鑒別上的紅外光譜技術(shù)、圖像處理技術(shù)及激光技術(shù)幾方面闡速了現(xiàn)代高新檢測(cè)技術(shù)，分析了實(shí)時(shí)檢測(cè)與在機(jī)檢測(cè)的特點(diǎn)。最后指出，紡織檢測(cè)技術(shù)正朝著自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、精確化的方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞： 紡織檢測(cè)儀器；圖像處理；高新檢測(cè)技術(shù)；發(fā)展；趨勢(shì)

       現(xiàn)代高新檢測(cè)技術(shù)推動(dòng)了紡織檢測(cè)儀器的發(fā)展，也為它的開發(fā)和應(yīng)用提供了技術(shù)支持。如：將紡織材料對(duì)紫外光譜的吸收、反射原理，對(duì)近紅外、中紅外吸收、反射原理，對(duì)微波共振腔不同模電磁波的吸收共振原理、纖維對(duì)聲振動(dòng)共振吸收的原理、纖維中聲速傳遞的原理、纖維中熱傳導(dǎo)的原理、纖維內(nèi)水蒸汽和液態(tài)水傳遞的原理、纖維表面水蒸發(fā)原理、干態(tài)和濕態(tài)纖維電傳導(dǎo)的原理、液體中離子電荷在纖維表面分布的原理、化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的各種基團(tuán)、離子的電性能和其它性能對(duì)電和磁作用的原理、紡織品上靜電場(chǎng)分布與泄漏等紛紛應(yīng)用到紡織檢測(cè)儀器中紡織檢測(cè)儀器的最新發(fā)展。主要表現(xiàn)在以下幾方面。

1     高新檢測(cè)技術(shù)在紡織上的應(yīng)用

1.1  紅外光譜在紡織纖維鑒別上的應(yīng)用
       現(xiàn)在應(yīng)用于紡織纖維鑒別的紅外光譜儀--傅立葉變換紅外光譜儀是利用光的色散原理制成的。傅立葉變換紅外光譜儀利用邁克耳遜干涉儀使光譜信號(hào)做到“多路傳輸”，并將干涉信號(hào)經(jīng)傅立葉數(shù)學(xué)變換轉(zhuǎn)換成普通光譜信號(hào)，因此，能在同一時(shí)刻收集光譜中所有頻率的信息，在一分鐘內(nèi)能對(duì)全部光譜掃描近千次，從而大幅度提高了靈敏度和工作效率。通過(guò)對(duì)大量紡織纖維紅外光譜圖的分析，掌握了它們的紅外光譜特征，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)混紡織物比例的定量分析。
1.2  圖像處理技術(shù)在紡織中的應(yīng)用
       目前計(jì)算機(jī)圖像信息處理技術(shù)應(yīng)用在紡織行業(yè)的多個(gè)方面。一方面用在紡織檢測(cè)技術(shù)與紡織儀器開發(fā)。如纖維細(xì)度的測(cè)定、紗線條干不勻、毛羽、疵點(diǎn)、驗(yàn)布等。另一方面用在織物仿真CAD系統(tǒng)中，利用織物仿真模擬技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品。在現(xiàn)有的織物仿真CAD系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合紡織檢測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)從對(duì)紗線實(shí)物的檢測(cè)到最終織物的模擬仿真，不僅可以評(píng)定紗線質(zhì)量，為指導(dǎo)生產(chǎn)提供依據(jù)，而且可以預(yù)測(cè)用該紗線織成的織物外觀質(zhì)量。
1.3  激光檢測(cè)在紡織中的應(yīng)用
       光電檢測(cè)裝置所采用的輻射源中，激光器有著特別重要的地位。激光的發(fā)光原理完全不同于普通光源，從根本上突破了普通光源的種種局限，具有區(qū)別于普通光源的優(yōu)異特性。激光檢測(cè)是激光在紡織工業(yè)中應(yīng)用的一個(gè)重要方面。它可用在驗(yàn)布，檢測(cè)織物起球、毛羽及其粗糙度，檢測(cè)織物緯斜，測(cè)定紗線直徑、條干不勻、紗疵與纖維性能，控制印染，檢驗(yàn)服裝等方面。
1.3.1 激光驗(yàn)布
       用光電方法尋找織物表面疵點(diǎn)，主要是根據(jù)疵點(diǎn)部位的織物表面反射系數(shù)與沒有疵點(diǎn)的織物表面反射系數(shù)不同。當(dāng)激光輻射從織物表面沒有疵點(diǎn)的部位向有疵點(diǎn)的部位轉(zhuǎn)移時(shí)，從織物表面反射回來(lái)的反射光就會(huì)出現(xiàn)變化。因此，當(dāng)在光電接收器的視野范圍內(nèi)出現(xiàn)比較明顯的疵點(diǎn)時(shí)，就會(huì)引起光電接收器光照度無(wú)規(guī)律的變化，這時(shí)用圖像分析器進(jìn)行分析，再由計(jì)算機(jī)顯示結(jié)果即可。激光驗(yàn)布不但提高了勞動(dòng)效率，而且也提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
1.3.2 激光檢測(cè)織物
       用激光檢測(cè)法對(duì)起球織物進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，是根據(jù)織物起球數(shù)目、球粒高度與單位面積上球�？偼队懊娣e來(lái)建立球粒分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的，將樣品與其進(jìn)行對(duì)比來(lái)評(píng)定織物起球等級(jí)。對(duì)于織物粗糙度則是由激光傳感器通過(guò)三角測(cè)量技術(shù)測(cè)量不同位置上的織物高度來(lái)評(píng)定的。以往檢測(cè)織物起球與粗糙度是由專家進(jìn)行主觀評(píng)估或用接觸式測(cè)量?jī)x，主觀評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏可靠性與一致性。利用激光檢測(cè)克服了上述弊病，實(shí)現(xiàn)了快速準(zhǔn)確的檢測(cè)。
1.3.3 激光檢測(cè)紗線
       激光器反射的光束經(jīng)擴(kuò)束后投射到被測(cè)紗線上，被測(cè)紗線擋住一部分光通量，其余部分由后面配置的光電池接收，轉(zhuǎn)換成光電流與光電壓。紗線條干粗細(xì)不同，遮擋的光通量不同，光電壓與光電流的大小就不同。這樣，紗線條干粗細(xì)的變化就轉(zhuǎn)換成光電流與光電壓大小的變化，這種光電信號(hào)是一種弱信號(hào)，需經(jīng)放大濾波后使其成為與條干不勻?qū)��?yīng)的模擬電壓信號(hào)，然后由計(jì)算機(jī)以數(shù)字或圖形的形式輸出結(jié)果。

2     檢測(cè)技術(shù)與儀器的發(fā)展趨勢(shì)與狀況

       我國(guó)常規(guī)紡織儀器的發(fā)展已經(jīng)基本能滿足紡織工業(yè)對(duì)紡織材料性能測(cè)試的要求，一批高科技含量的測(cè)試儀器紛紛上市，有的儀器已經(jīng)或者基本接近國(guó)際先進(jìn)水平，為我國(guó)紡織品的技術(shù)檢測(cè)提供了較大的選擇空間。檢測(cè)儀器的發(fā)展集中體現(xiàn)在以下一些方面：檢測(cè)儀器向多功能化、自動(dòng)化方向發(fā)展；儀器控制和數(shù)據(jù)處理已計(jì)算機(jī)化；光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛}仍由手工操作的檢測(cè)逐漸實(shí)現(xiàn)儀器化等。目前，國(guó)內(nèi)外紡織測(cè)試儀器在測(cè)試性能和高新技術(shù)應(yīng)用等方面都有不同程度的改進(jìn)和提高，主要表現(xiàn)在以下一些方面：測(cè)試品種適應(yīng)性更加廣泛；測(cè)試技術(shù)特別注重環(huán)境模擬和精確度；工藝參數(shù)測(cè)定更趨向于實(shí)時(shí)檢測(cè)和在機(jī)檢測(cè)；電腦控制數(shù)字式處理更加普及；檢測(cè)操作更加智能化、自動(dòng)化和低技能化等。近期紡織檢測(cè)儀器在檢測(cè)原理等方面有了不少進(jìn)步，利用纖維對(duì)可見光遮蔽、反射的原理，纖維可見光RCB色度學(xué)原理，纖維介電系數(shù)對(duì)電容場(chǎng)的感應(yīng)原理，纖維在靜電場(chǎng)中伸直、位移及共振的原理，纖維導(dǎo)磁率在強(qiáng)梯度磁場(chǎng)中感應(yīng)的原理，氣液態(tài)介質(zhì)在纖維集合體中流動(dòng)的規(guī)律和射流的規(guī)律，X射線對(duì)微晶體反射及干涉的原理等應(yīng)用到紡織檢測(cè)儀器中來(lái)；同時(shí)微電子技術(shù)和電子電路技術(shù)的進(jìn)步，大大提高了綜合測(cè)試及自動(dòng)化水平，特別是電子硬件的數(shù)學(xué)微分電路、數(shù)學(xué)積分電路、數(shù)學(xué)對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換電路等的應(yīng)用，顯著推動(dòng)了檢測(cè)儀器的快速自動(dòng)運(yùn)算水平。我們可以真實(shí)地感受到現(xiàn)代科技的進(jìn)步，電子信息技術(shù)的普及和機(jī)電一體化進(jìn)展給紡織檢測(cè)技術(shù)帶來(lái)的重大變化。
2.1  檢測(cè)功能自動(dòng)化電腦化
       實(shí)踐證明，采用計(jì)算機(jī)和電測(cè)技術(shù)改造傳統(tǒng)落后的檢測(cè)方式對(duì)簡(jiǎn)化儀器結(jié)構(gòu)、提高檢測(cè)精確度、工作穩(wěn)定性和可靠性等有著明顯的優(yōu)越性。微電腦和新型傳感器已經(jīng)成為紡織檢測(cè)儀器中重要的組成部分。在微機(jī)的控制下，檢測(cè)儀器實(shí)現(xiàn)了取樣、整理、測(cè)試、讀取數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)計(jì)算、信息存儲(chǔ)、打印結(jié)果的自動(dòng)化過(guò)程，一改往日人工讀取數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)、目測(cè)評(píng)定樣本的落后檢驗(yàn)方法，避免了手工操作和主觀評(píng)價(jià)帶來(lái)的誤差，縮短了測(cè)試時(shí)間而且使操作更為簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確。由于微機(jī)的自動(dòng)控制功能代替了許多機(jī)械部件的功能，從而使儀器體積減小，微機(jī)功能越強(qiáng)，體積就越小，顯得更加輕巧精致。微機(jī)還有高速、大容量處理數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，不但提高了檢測(cè)速度還可以存儲(chǔ)所有相關(guān)數(shù)據(jù)以備分析整理，使檢測(cè)更加準(zhǔn)確可信。
2.2  實(shí)時(shí)檢測(cè)與在機(jī)檢測(cè)
       在傳統(tǒng)的靜態(tài)檢測(cè)基礎(chǔ)上，許多儀器制造商創(chuàng)建了與實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用相近的動(dòng)態(tài)測(cè)試模式，從而獲得更真實(shí)的紗線生產(chǎn)和應(yīng)用狀態(tài)指標(biāo)，使檢測(cè)結(jié)果更接近于實(shí)際值，使得紗線的生產(chǎn)者和使用者更有效地調(diào)整生產(chǎn)工藝和預(yù)測(cè)產(chǎn)品的耐用性能等。在機(jī)檢測(cè)可以全面地檢測(cè)紗條質(zhì)量，比在實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)抽取數(shù)據(jù)更全面、準(zhǔn)確。還可相對(duì)地減少破壞性實(shí)驗(yàn)，減少資源浪費(fèi)，對(duì)于原料昂貴的生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)更是有著重要的意義。
2.3  測(cè)試技術(shù)注重環(huán)境模擬預(yù)測(cè)
       充分利用電腦的圖像處理功能，新型紡織檢測(cè)儀器能以直觀的圖形信息輸出和存儲(chǔ)，直接顯示紗條外觀質(zhì)量及結(jié)構(gòu)性能，還可以模擬預(yù)測(cè)織物的外觀效果，既節(jié)省實(shí)驗(yàn)性的小樣織造過(guò)程，又對(duì)紗線在最終產(chǎn)品中的應(yīng)用效果做出精確客觀的判斷，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝的優(yōu)化有了直觀高效的捷徑。操作自動(dòng)化，測(cè)試結(jié)果的數(shù)字化 圖像化以及檢測(cè)數(shù)據(jù)的隨機(jī)自動(dòng)處理，已經(jīng)逐步取代手感耳測(cè)的傳統(tǒng)檢測(cè)方法，形成了現(xiàn)代紡織檢測(cè)技術(shù)的鮮明特點(diǎn)氧化還原測(cè)試器| 測(cè)力儀/測(cè)力計(jì)| 粘度計(jì)| 壓差計(jì)| 水活度儀| 邏輯分析儀。

3     結(jié)束語(yǔ): 

       新技術(shù)、新工藝、新材料的不斷涌現(xiàn)，對(duì)紡織檢測(cè)的內(nèi)容和方法提出了更新、更高的要求；現(xiàn)代科技的發(fā)展，促進(jìn)了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和新型傳感器技術(shù)的不斷提高。我們不斷發(fā)展新型的、更高水平的檢測(cè)儀器，大力加強(qiáng)紡織檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，瞄準(zhǔn)國(guó)際先進(jìn)水平，拓寬思路，注重創(chuàng)新 以應(yīng)對(duì)日益激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。

參考文獻(xiàn)：

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作者：李岳 李岳 嚴(yán)瑛 張弦